二维三温耦合差分方程组的解法

针对二维三温耦合热传导差分方程组的特点 ,给出并比较了块G S算法和ICCG算法 .数值结果表明 ,ICCG算法的收敛速度比块G S算法的收敛速度可以快数千倍 .并且 ,在二维激光黑腔靶耦合的数值计算中 ,如果能够实现向量化计算 ,使用ICCG方法将会大大提高数值模拟的计算效率 .

基于三温耦合模型的面齿轮材料烧蚀特征研究

针对飞秒激光烧蚀面齿轮材料18Cr2Ni4WA,建立了电子-自旋-晶格三温耦合模型。仿真分析了面齿轮材料在1.035、2.467、3.899、4.506和5.252 J/cm^(2)能量密度下,电子、自旋和晶格在单脉冲能量效应下30 ps内温度变化过程,通过试验研究了不同能量密度下烧蚀凹坑形貌和粗糙度等特征的演变关系。研究表明,自旋系统温度最终被晶格系统温度冷却,随着能量密度的增大,电子温度急剧上升且电子、自旋和晶格温度的平衡时间也增大。烧蚀凹坑的直径和深度随着能量密度的增加而变大,齿面粗糙度随着能量密度的增加并不会持续变小。试验验证了三温耦合模型仿真的面齿轮材料烧蚀特征,可为提高面齿轮加工质量提供参考。

多脉冲飞秒激光精修面齿轮的烧蚀形貌研究

针对材质为18Cr2Ni4WA的面齿轮,采用飞秒脉冲激光烧蚀来提高其表面质量。建立电子-自旋-晶格三温复耦合模型,预测分析面齿轮材料电子、自旋和晶格单脉冲能量效应下的温度变化过程;结合多脉冲能量累积效应,进行面齿轮材料在激光能量密度为1.035~5.252 J/cm^(2)下烧蚀凹坑直径和深度演变规律的预测与实验分析。研究结果表明:脉冲数的增加并不会持续增大面齿轮表面的平衡温度,基本在30个脉冲时就保持不变;能量密度的增加会使烧蚀凹坑直径和深度持续变大,但变大的速率会持续降低;烧蚀凹坑形貌在能量密度为2.467 J/cm^(2)时最好;过大的扫描道间距会使被加工表面粗糙度值增加,扫描道间距为25μm时粗糙度值最低为0.185μm。